К концу XIX в. появились мощные холодильные установки, которые могли перекачать тепла как минимум вдвое больше, чем тратилось энергии на приведение их в действие. Это было необычным открытием, ведь формально выходило, что на этой основе возможно создание теплового вечного двигателя!
Однако при внимательном рассмотрении выяснилось, что до вечного двигателя по-прежнему далеко, а низкопотенциальное тепло, добытое с помощью теплового насоса, и высокопотенциальное тепло, получаемое, например, при сжигании топлива, — это две большие разницы. Правда, соответствующая формулировка второго начала термодинамики была несколько видоизменена.
Вместе с тем вопрос использования альтернативных источников энергии для отопления домов при максимальном энергосбережении становится все более актуальным. В данном случае речь идет о применении устройства, известного как тепловой насос. Принцип действия этих устройств подобен бытовому холодильнику или кондиционеру с той лишь разницей, что вместо получения холода они предназначены для выработки тепла.
Тепловой насос — это современный и высокотехнологичный прибор для отопления и кондиционирования воздуха. Тепловой насос собирает тепло с улицы, из воды или из земли и направляет в дом. Подача тепла происходит за счет механической работы перекачивающего воздух устройства либо других видов энергии, благодаря чему обеспечивается концентрация тепла в определенной части имеющегося объема. В другой части, соответственно, образуется дефицит тепла, то есть холод.
Фактически система с использованием теплового насоса представляет собой «холодильник наоборот», когда тепло закачивается в замкнутый объем (помещение) из неограниченного внешнего объема (с улицы). Многие годы, пока традиционные виды топлива были относительно дешевыми, эта идея рассматривалась как своего рода курьез. Экономически в большинстве случаев она была невыгодна, и лишь крайне редко такое использование было оправданно — обычно для утилизации тепла, откачиваемого мощными холодильными установками в странах с достаточно жарким климатом.